铸造检测设备

扫描电子显微镜 透射电子显微镜
超声波探伤设备 X光透视设备
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6.4.2 组织分析设备
? 光学显微镜观察 ? 电子和原子力显微镜观察
原子力显微镜
透射电子显微镜
扫描电子显微镜
原子力显微像
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碳纳米管
透射电子显微像
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（3 ）热分析仪
热分析法是通过测定伴随着物质的温度变化和 化学反应的进行而发生的热力学性质、物理学性 质的变化 ,进而确定物质结构的热变化以及化学 反应常数的一种方法。
热分析法具有快速、简便、准确和费用低廉等 优点，在现代铸造车间里，越来越多的采用这种 方法进行炉前快速检测以控制生产过程。
它可以用来测定合金的主要化学成分 (如铸铁 的碳当量、碳量和硅量 )；测定合金的共晶团数 目；预测灰铸铁的机械性能；测定合金的铸造性 能；测定球墨铸铁的球化率等。
? 金属熔液成分
高时，采用直读光谱仪通过单次分 析直接获取各元素含量，时间最短。
需掌握铸件成分分布时，可通过电
? 铸件成分及其分布
子探针或原位分析设备进行多点光
谱、能谱分析，以获得成分分布。
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6.4.1 成分检测设备
在不同阶段，可以采用不同检测方法对材料的成
分进行检测，如： ?化学分析法 ?光谱分析法
? 可以进行点、线扫描(得到层成分分布信息)、面扫描分析 (得到成分面分布图像)。
? 由于电子探针技术具有操作迅速简便、实验结果的解释 直截了当、分析过程不损坏样品、测量准确度较高等优 点，故在冶金、地质、电子材料、生物、医学、考古以 及其它领域中得到日益广泛地应用，是矿物测试分析和 样品成分分析的重要工具。
材料成形设备
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便携式表面粗糙度测量仪
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超级表面粗糙轮廓测量仪
材料成形设备
6.4 铸件内在质量检测设备 6.4.1 化学成分检测设备
成分检测的对象主要包括：
对于纯度较高的原材料，采用化学 分析方法对其成分进行检测，灵敏
? 原材料成分
度可达2ppm。 熔液成分复杂且对检测速度要求较
先确定所含元素种类，以相应标准溶液滴定 反应确定所含元素含量。
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? 化学分析法分为 定性分析 和定量分析 两种。 ? 定量分析的方法包括 重量分析法 和容量分析法 。
? 重量分析法：采用适当的分离手段，使金属中被测 定元素与其它成分分离，然后用称重法来测元素含 量。
? 容量分析法：用标准溶液（已知浓度的溶液）与金 属中被测元素完全反应，然后根据所消耗标准溶液 的体积计算出被测定元素的含量。
（3）表面粗糙度检测
表面粗糙度是评价铸件表面质量的一个重要 指标。铸造表面粗糙度的测量最常用的方式仍然 是触针式和样块比较法。
计算机图像处理技术在铸造表面粗糙度检测中 应用是测量领域近年来兴起的新型测量技术。
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材料成形设备
检测表面粗糙度的常用方法
1.比较法 将被测表面与粗糙度
标准样块相比较，通过 视觉、触觉或其它方法 进行比较后，对被测表 面的粗糙度作出评定的 （近似）方法。
涡流检测的主要缺点是不能直观显示探测出的 缺陷大小和形状，一般只能确定出缺陷所在表面 位置和深度，另外它对工件表面上小的开口缺陷 的检出灵敏度不如渗透检测。
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材料成形设备
③磁粉检测
磁粉检测适合于检测表面缺陷及表面以下数毫 米深的缺陷 。磁粉探伤利用工件缺陷处的漏磁场 与磁粉的相互作用，它利用了钢铁制品表面和近 表面缺陷 (如裂纹，夹渣，发纹等 )磁导率和钢铁 磁导率的差异，磁化后这些材料不连续处的磁场 将发生崎变，形成部分磁通泄漏处工件表面产生 了漏磁场，从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积 --磁痕，在适当的光照条件下，显现出缺陷位置 和形状，对这些磁粉的堆积加以观察和解释，就 实现了磁粉探伤。
渗透检测用来检查铸件表面上的各种开口缺陷， 如表面裂纹、表面针孔等肉眼难以发现的缺陷。
渗透检测虽然只能检测表面开口缺陷，但检测 却不受工件几何形状和缺陷方向的影响。
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材料成形设备
②涡流检测
涡流检测是利用电磁感应原理，检测构件和金 属材料表面缺陷的一种探伤方法，适用于检查表 面以下一般不大于 6～7mm深的缺陷。
覆膜砂混砂机
材料成形设备
6.3 铸件外观质量检测设备
（1）尺寸精度检测
? 铸件尺寸的划线检测
划线检测是最常用的铸件尺寸检测方法。划线检测的 依据是铸件图，根据铸件图中的尺寸链和尺寸公差要求， 借助于平台、支撑及必要的工、夹、量具，确定铸件的 测量基准，划线检测铸件的尺寸。
划线检测时，一般应检测铸件图中标注的全部尺寸。 对于成批或大量生产的铸件，在工艺稳定、设备正常运 行的前体下，为缩短检测时间，也可只对能代表铸件精 度的主要尺寸和需进行机械加工的尺寸划线检测。
应用实例
铁水炉前快速分析，以便适时检测和调节控 制金属液成分。
直读光谱仪： 检验Si、P、Mn、Mg以及其它 合金元素（非常适合铸钢）
碳硫分析： 检验C、S含量 （直读光谱仪对高碳铁水的碳量检测稳定性差）
热分析法
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材料成形设备
（3）电子探针分析仪
电子探针X射线显微分析仪（简称电子探针， EPMA）， 是在电子光学和X射线光谱原理的基础上发展起来的一种 微区成分分析的仪器。
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材料成形设备
铸造检测技术
先进的测试手段和电子技术在铸造生产中得到应 用和发展。如普遍采用真空直读光谱仪、碳硫分析 仪、热分析仪等，快速且有效地控制炉前金属液成 分和杂质元素含量，保证了铸件内在质量的可靠稳 定。采用三坐标仪测量铸件尺寸，超声波仪检测铸 件壁厚，内窥镜检测铸件内腔质量， X射线、荧光 磁粉探伤、音频检测、涡流检测等无损检测技术在 铸件的缺陷检测或基体组织检测中得到了越来越广 泛的应用。
2020/1/31用于确定铸 件的划线基准。
材料成形设备
? 三坐标测量机
它是一种设计开发、检测、统计分析的现代化 的智能工具，更是模具产品无与伦比的质量技术 保障的有效工具。当今主要使用的三坐标测量机 有桥式测量机、龙门式测量机、水平臂式测量机 和便携式测量机。测量方式大致可分为接触式与 非接触式两种。
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材料成形设备
三坐标测量机
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材料成形设备
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材料成形设备
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材料成形设备
（2）铸件表面及近表面缺陷的检测 铸件表面缺陷检测较成熟的方法有渗透检测、
磁粉检测、涡流检测。
①渗透检测
渗透检测是基于液体的毛细作用和固体染料在 一定条件下的发光现象。
所有的设备都是为工艺服务的，生产的任何一 道工序所需工艺都要控制。
质量是铸造生产的生命，检测ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ术是铸造的耳 目。
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材料成形设备
铸件质量检验的内容
外观质量检验
形状尺寸 表面缺陷
尺寸精度 重量偏差
表面粗糙度
内在质量检验
使用质量检验
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金相组织
力学性能
化学成分 内部缺陷
耐热性 耐蚀性 抗磨性 抗磁性 抗振性
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（2）光谱分析仪 光电直读光谱仪特点
1、 采用高稳定的激发光源，激发频率可变，可达到最佳 的分析效果。
2、 分析速度快，20秒内测完所有通道的化学成分，重复 性好、稳定性好，适合炼炉前快速分析。
3、精度高，相对误差约为1% 。 4、使用成本低。 5、可用于黑色金属和有色金属的快速定量分析，分析基体 可多达6个，合金可达100多种。
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材料成形设备
覆膜砂制样机
SWY数显式液压万能强度试验机
锤击式制样机
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材料成形设备
震摆式筛砂机
SFL-B 智能发气性测定仪
热湿拉强度试验机
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SHY树脂砂混砂机
材料成形设备
覆膜砂流动性检测仪
SUG涂料高温高温性能试验仪
STD电动透气性测定仪
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比较法简单易行，适 合在生产现场使用。
铸造表面粗糙度比较样块
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材料成形设备
2.针描法 电动轮廓仪就是利用针描
法来测量表面粗糙度的。针 描法是利用触针直接在被测 表面上轻轻划过，从而由电 表直接读出表面粗糙度的 Ra 值。这种仪器适用于测定 0.025 ～6.3μm的Ra值，测量 迅速方便，测值精度高。
选择适当的化学试剂与材料发生充分反应， 以反应物或生成物的量求算材料成分。
通过激发物质的特征光谱或分析其吸收光 谱的方式检测材料中各元素种类及其含量。
?能谱分析法
通过激发物质并测定激发电子能量损失的 方式检测材料中各元素种类及其含量。
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材料成形设备
（1）化学分析仪器 ?根据化学反应来确定金属的组成成分，这种方法 统称为化学分析法。 ?化学分析法
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（2）光谱分析仪 直读光谱仪工作原理
?在直读光谱仪中，当分析试样被施加一定的能量后，试样瞬 间由固态转化为气态，试样中不同元素经历激发态和基态之间 的翻转，放射出不同能量及频率的光子，经入射狭缝到达光栅 上形成不同波长的谱线。通过检测特征谱线的位置和强度，可 以求得试样中各元素的种类及含量。
?光谱分析采用了比较法分析元素含量，需要利用标准试样制 作标准曲线，再以对比标准曲线的方式分析被测合金元素。
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材料成形设备
化学分析仪器
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（2）光谱分析仪
? 光谱分析法 激发物质原子为气态，测定气态原子发出的
特征光谱及强度，确定所含元素种类及含量。
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材料成形设备
（2）光谱分析仪
光电直读光谱仪是分析有色金属成分的快速定量分析仪 器，广泛应用于冶金、机械部门，进行冶炼炉前的在线分析以 及产品检验，是控制产品质量的有效手段之一。
对于大型铸件的三维测量，现在国际上新流行 的技术是三维摄影测量或者称为照相测量。
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材料成形设备
（1）尺寸精度检测
? 三坐标测量机
三坐标测量机，它 是指在一个六面体的 空间范围内，能够表 现几何形状、长度及 圆周分度等测量能力 的仪器。三坐标测量 机的测量功能包括尺 寸精度等。
三坐标测量机
第6章
铸造检测设备
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材料成形设备
第6章 铸造检测设备
? 概述 ? 型砂性能检测设备 ? 铸件外观质量检测设备 ? 铸件内在质量检测设备
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材料成形设备
6.1 概述
铸造生产的目标是 用最高的效率、最低的成 本，生产出质量合格，品质一致的铸件。 为了 实现这一目标就需要一整套工艺和一整套设备。
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（3） 电子探针分析仪 ? 三种基本分析方法：
点分析
定性分析 定量分析
线扫描分析
面扫描分析
?按所使用的X射线谱仪，可分为能谱分析和波谱分析。
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材料成形设备
6.4.2 组织分析设备 ?微观组织分析
低倍率金相组织观察 光学显微镜
高倍率金相组织观察及相结构及组织分析
电子显微镜
?介观组织分析
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材料成形设备
（3） 电子探针分析仪
特点
? 显微结构分析 ? 元素分析范围广 ? 定量分析准确度高 ? 检测极限（日常工作）：
WDS（光谱仪）： 0.01%左右 EDS（能谱仪）： 0.1%左右 ? 不损坏试样、分析速度快
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材料成形设备
（3） 电子探针分析仪
? 电子探针可以对试样中微小区域(微米级)的化学组成进行 定性或定量分析。
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材料成形设备
型砂性能检测设备
? 混砂机 ? 铸造标准筛 ? 涡洗式洗砂机 ? 双盘式红外线烘干器 ? 液压万能强度试验机 ? 震摆式筛砂机 ? 锤击式制样机 ? 热湿拉强度试验机 ? 透气性测定仪 ? 发气性测定仪 ……
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材料成形设备
铸造标准筛
涡洗式洗砂机
双盘式红外线烘干器
材料成形设备
6.1 概述
发达国家铸造厂对于凡是科学技术上已经证 明生产上需要控制的项目，凡是能控制的地方都 制定严格的控制范围。原材料有严格的检验和控 制，包括各种金属材料、非金属材料的成分和规 格。对工艺过程中的各参数同样是严加控制，例 如对湿型砂检查和控制紧实率、湿强度、干强度、 水分、破碎指数、透气率、有效粘土含量、挥发 分、烧灼减量、死粘土含量、温度、砂型硬度等。
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材料成形设备
铸造检测设备分类 原辅材料检测设备 铸件检测设备
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材料成形设备
6.2 型砂性能检测设备
型砂试验室及型砂在线检测装置，以便及时 调控型砂及芯砂质量。
对湿型砂检查和控制紧视率、湿强度、干强度、 水分、破碎指数、透气率、有效黏土含量、挥发 分、灼烧减量、死黏土含量、温度、砂型硬度等。